English: Urban water pumping raises arsenic risk in Southeast Asia
Nước sông hiện đang chảy vào tầng ngậm nước qua các trầm tích bị ô nhiễm cao.
ldeo.columbia.edu – Việc bơm nước ngầm với quy mô lớn đang tạo điều kiện cho mức Asen cao đến mức nguy hiểm thâm nhập vào một số tầng ngậm nước của Đông Nam Á. Theo một nghiên cứu mới của các nhà khoa học tại Đài quan sát Trái đất của Đại học Columbia Lamont-Doherty, Viện kỹ thuật Massachussets (MIT) và Đại học Bách Khoa Hà Nội, nước hiện đang thấm vào tầng ngậm nước qua các lòng sông với nồng độ Asen cao hơn 100 lần so với giới hạn an toàn.
Thông thường, mực nước ngầm trong khu vực gió mùa này cao hơn so với mực nước trong những con sông, do vậy nước chảy từ tầng ngậm nước vào các nguồn nước lân cận. Tuy nhiên, một vài năm trước đây, các nhà khoa học bắt đầu nhận thấy rằng việc bơm nước ngầm với quy mô lớn xung quanh các thành phố như Hà Nội đã làm hạ thấp mực nước ngầm, do vậy tại một số khu vực dòng chảy đã đảo ngược và nước sông đã đi vào các tầng ngậm nước.
Từ đó, các nhà khoa học đã bắt đầu kiểm tra nước và lòng sông dọc theo sông Hồng gần Hà Nội và phát hiện nồng độ lớn Asen hòa tan ở mức nguy hiểm, cao hơn nhiều so với dự kiến, nhưng họ cũng tìm thấy các mô hình (pattern) rõ rệt của sự ô nhiễm, có thể giúp cho người nông dân và các cộng đồng xác định được các vị trí đào giếng có nguy cơ thấp hơn.
Những phát hiện này, xuất hiện trên tạp chí Water Resource Research của Liên minh Địa vật lý Hoa Kỳ, mang những bài học quan trọng cho quản lý nước ngầm ở một khu vực mà từ lâu đã và đang phải vật lộn với những ảnh hưởng về sức khỏe gây ra bởi ô nhiễm Asen.
Asen trong nước ngầm là một vấn đề ở nhiều quốc gia, bao gồm các bộ phận của Hoa Kỳ, nhưng nó rất phổ biến ở khu vực Đông Nam Á, nơi mà những tác động của nó đối với những cộng đồng người nghèo đã được mô tả là ngộ độc hàng loạt lớn nhất trong lịch sử. Tiếp xúc với Asen trong thời gian dài có thể gây tổn thương gan và thận và ung thư da gây ra lở loét trên bàn tay và bàn chân. Asen trong nước tưới cũng có thể ảnh hưởng đến năng suất lúa. Hiện nay, việc bơm nước với quy mô lớn đang cho phép nước sông thấm vào các tầng ngậm nước xung quanh Hà Nội trong gần như cả năm và làm giảm đáng kể lượng nước ngầm ở các thành phố lớn khác, bao gồm cả Dhaka, Bangladesh.
“Chúng ta có một quan niệm về nước ngầm như một hồ chứa nước bên dưới khổng lồ, một nguồn tài nguyên gần như vô hạn. Nhưng ngay cả ở những nơi mà nước được bù lại một cách nhanh chóng, sử dụng nó quá nhiều có thể làm di chuyển nước từ nơi này đến nơi khác theo những cách gây ảnh hưởng đến vị trí và mức độ ô nhiễm, “đồng tác giả Ben Bostick, một nhà địa hóa học tại Lamont cho biết. Trong hơn một thập kỷ qua, Ben cùng với người đồng tác giả Alexander van Geen của Lamont đã làm việc với các cộng đồng ở Việt Nam, Campuchia và Bangladesh để tránh ô nhiễm Asen và xác định vị trí các nguồn nước an toàn hơn.
Mô hình ô nhiễm
Tại Hà Nội, lượng nước ngầm được bơm đã tăng gấp đôi từ những năm 2000 đến mức khoảng 240 triệu gallon/ ngày vào năm 2010, và mức nước ngầm đã giảm khoảng 1m/năm. Những ảnh hưởng đã trở nên rõ rệt tại làng Vạn Phúc, nằm cách 10km dưới hạ lưu, tại đây Asen từ trầm tích ở lòng sông đã bắt đầu xâm nhiễm vào một tầng ngậm nước từ lâu được coi là sạch.
Trong nghiên cứu mới, các nhà khoa học đi dọc theo sông Hồng, sử dụng một thiết bị trông giống như một ống tiêm với một cây kim rất dài để lấy mẫu trầm tích đáy sông và nước sông ở độ sâu 1 mét. Họ phát hiện thấy hàm lượng Asen cao nhất tại các khu vực có dòng chảy chậm và trầm tích mới tích tụ, thường là các khu vực nằm cạnh vùng đất phía trong một đoạn sông uốn khúc. Trầm tích trẻ có thể có khả năng phản ứng cao và dễ dàng giải phóng Asen khi nước chảy qua chúng. Các lớp trầm tích tại các khu vực nước chảy chậm này ít hơn 10 tuổi, và chúng đã giải phóng Asen vào nước ngầm ở nồng độ vượt quá 1.000 microgram mỗi lít, cao hơn so với mức mà Tổ chức Y tế Thế giới WHO coi là an toàn 100 lần. Ngược lại, hầu như tất cả các giếng gần các khu vực nước chảy nhanh hơn – nơi ít trầm tích mới được tích lũy – cho kết quả kiểm tra nằm dưới mức giới hạn của WHO.
“Trước khi việc bơm nước với cường độ lớn diễn ra, nước không chảy qua các trầm tích này, và các tầng ngậm nước sẽ không thu vào nhiều Asen đến mức này,” Mason Stahl, tác giả chính của nghiên cứu và là một tiến sĩ vừa tốt nghiệp ở MIT. “Nếu việc bơm nước ngầm tiếp diễn – và nó có thể sẽ được đẩy mạnh – chất ô nhiễm sẽ tiếp tục di chuyển.”
Khu vực Nam và Đông Nam Á đặc biệt dễ bị ngộ độc Asen vì các vùng đồng bằng trũng thấp của 2 khu vực này phần lớn được tạo thành từ các trầm tích trẻ và có nhiều chất hữu cơ, góp phần cho sự giải phóng Asen vào nước.
Asen ở sông Hồng thường xuất phát từ các oxit sắt trên núi được đưa về phía hạ lưu. Khi các oxit sắt được đi dọc theo lòng sông, chúng ở trong một môi trường thiếu oxy và giàu chất hữu cơ từ các nguồn như nguồn thực vật và nước thải. Vi khuẩn khử oxit sắt để giải phóng oxy, và quá trình tự nhiên đó cho phép Asen đi vào trong nước. Quá trình này diễn ra rất nhanh. Trong vòng vài tháng, các nhà khoa học đo được nồng độ lên đến 1,500-2,000 microgram/ lít từ trầm tích mới.
Giảm thiểu nguy cơ
Các kết quả cho thấy đối với việc bơm nước, các cộng đồng vẫn nên nhắm vào các tầng ngậm nước lâu đời nhất, nơi các trầm tích không còn lắng đọng và phần lớn Asen đã bị rửa trôi ra. Nhưng họ cũng cần phải suy nghĩ về các nguồn Asen tiềm năng khác – chẳng hạn như những khúc uốn của sông với trầm tích mới.
“Tin tốt là các con sông thường quanh co, và các thành phố rất ít khi nằm ở khúc quanh,” Bostick nói. Ông nói, các thành phố có thể đưa nơi đào giếng của họ tới khu vực mà các tầng chứa nước không được nạp lại nước thông qua trầm tích sông trẻ. Việc đắp đập trên một con sông cũng sẽ giữ trầm tích lại và kiểm soát chiều cao mực nước sông, nhưng các con đập có thể thay đổi quá trình bồi lắng, sinh thái học và các quỹ nước và đặt ra những thách thức khác.
Xử lý nước và lọc nước cũng đang trở nên phổ biến hơn, và Bostick tin rằng đây có thể là giải pháp hiệu quả nhất. Asen sẽ không biến mấ chỉ sau một đêm và việc bơm tưới tiêu sẽ tiếp diễn để các trang trại có thể nuôi sống lượng dân số lớn của khu vực. “Mặc dù nước ngầm có rất nhiều lợi thế, bạn cũng phải thực sự nghĩ về việc bạn muốn sử dụng bao nhiêu nước ngầm. Với các giải pháp công nghệ, khá dễ dàng để làm sạch nước mặt để sử dụng nó bây giờ” Bostick nói.
Michael Puma, một chuyên gia và an toàn nước và thực phẩm tại Viện Nghiên cứu Không gian Goddard của NASA, một người không tham gia vào nghiên cứu này, đã lưu ý rằng “Ô nhiễm Asen trong nước ngầm đe dọa hơn 100 nghìn người trên thế giới. Những phát hiện quan trọng này sẽ giúp chúng ta khi chúng ta tìm cách quản lý và cải thiện chất lượng nước uống, đặc biệt là cho người dân sống tại những vùng rất nghèo trên thế giới.”
Đồng tác giả của nghiên cứu mới này bao gồm Charles F.Harvey của MIT, Jing Sun của Lamont, và Pham Thi Kim Trang, Vi Mai Lan, Thao Mai Phuong và Pham Hung Viet của Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội.
CVD 